(57)【要約】      （修正有）【課題】対話する人間の操作負担を増加させることなく、音声認識精度を向上させることのできる対話型ロボットを提供する。【解決手段】音声認識可能な対話型ロボット４００であって、音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定手段と、音源方向推定手段が推定した音源方向に当該対話型ロボット自身を移動させる移動手段と、移動手段による移動後の位置において、目的音声を取得する目的音声取得手段と、目的音声取得手段が取得した目的音声に対して音声認識を行う音声認識手段とを備えた。【選択図】図１
2006181651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声認識可能な対話型ロボットであって、
音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定手段と、
前記音源方向推定手段が推定した前記音源方向に当該対話型ロボット自身を移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動後の位置において、前記目的音声を取得する目的音声取得手段と、
前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識手段と
を備えたことを特徴とする対話型ロボット。
【請求項２】
前記移動手段が前記音源方向に移動した後に、前記目的音声の音源に対して発音を指示する発音指示手段をさらに備え、
前記音声認識手段は、前記発音指示手段の指示に応じて発音された前記目的音声に対して音声認識を行うことを特徴とする請求項１に記載の対話型ロボット。
【請求項３】
前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声のＳ／Ｎ比を算出するＳ／Ｎ比算出手段と、
前記Ｓ／Ｎ比算出手段が算出した前記Ｓ／Ｎ比と予め定められたＳ／Ｎ比閾値とを比較するＳ／Ｎ比評価手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、さらに前記Ｓ／Ｎ比評価手段が算出した前記Ｓ／Ｎ比が前記Ｓ／Ｎ比閾値よりも小さい場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の対話型ロボット。
【請求項４】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発声であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の発声に伴う口動作を検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記Ｓ／Ｎ比評価手段が算出した前記Ｓ／Ｎ比が前記Ｓ／Ｎ比閾値よりも小さく、かつ前記口動作検出手段が前記対話者の口動作を検出した場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載の対話型ロボット。
【請求項５】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発声であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の発声に伴う口動作を検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記Ｓ／Ｎ比評価手段が算出した前記Ｓ／Ｎ比が前記Ｓ／Ｎ比閾値以上であって、かつ前記口動作検出手段が前記対話者の口動作を検出しない場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載の対話型ロボット。
【請求項６】
前記音声認識手段による認識結果の精度を算出する認識精度評価手段をさらに備え、
前記移動手段は、さらに前記音声認識手段が前記目的音声に対して音声認識を行った結果の認識精度が予め定めた認識精度閾値よりも小さい場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の対話型ロボット。
【請求項７】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発声であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の発声に伴う口動作を検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記認識精度が前記認識精度閾値よりも小さく、かつ前記口動作検出手段が前記対話者の口動作を検出した場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項６に記載の対話型ロボット。
【請求項８】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発声であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の発声に伴う口動作を検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記認識精度が前記認識精度閾値以上であって、かつ前記口動作検出手段が前記対話者の口動作を検出しない場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項６に記載の対話型ロボット。
【請求項９】
前記目的音声の音声パターンを保持する目的音声保持手段をさらに備え、
前記音声認識手段は、前記目的音声保持手段が保持している前記目的音声の音声パターンと前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声とのパターンマッチングにより音声認識を行い、
前記認識精度評価手段は、前記目的音声保持手段に保持されている前記目的音声の音声パターンとの一致度を前記認識精度として算出することを特徴とする請求項６に記載の対話型ロボット。
【請求項１０】
前記目的音声は、前記音声認識手段による音声認識が誤っていることを示す誤認通知音声であって、
前記目的音声保持手段は、前記誤認通知音声の音声パターンを保持し、
前記移動手段は、さらに前記音声認識手段が前記目的音声保持手段が保持している前記誤認通知音声を認識した場合に、当該対話型ロボット自身を前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項９に記載の対話型ロボット。
【請求項１１】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発声であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の発声に伴う口動作を検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記口動作検出手段が前記口動作を検出し、かつ前記目的音声取得手段が前記目的音声を取得しない場合に、当該対話型ロボットを前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の対話型ロボット。
【請求項１２】
前記目的音声は、当該対話型ロボットと対話する対話者の発話であって、
前記目的音声の音源である前記対話者を含む画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像から前記対話者の口の動きを検出する口動作検出手段と
をさらに備え、
前記移動手段は、前記口動作検出手段が前記口動作を検出せず、かつ前記目的音声取得手段が前記目的音声を取得した場合に、当該対話型ロボットを前記音源方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の対話型ロボット。
【請求項１３】
前記目的音声を収音する複数の音声マイクを有するマイクロホンアレイをさらに備え、
前記マイクロホンアレイの各音声マイクが収音した前記目的音声の平面波の到達時間の差分値に基づいて前記音源方向を推定することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の対話型ロボット。
【請求項１４】
前記目的音声と、当該対話型ロボットとの距離を測定する測距センサをさらに備え、
前記音源方向推定手段は、前記測距センサによる測定結果に基づいて前記音源方向を推定することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の対話型ロボット。
【請求項１５】
前記目的音声の音源の画像を撮像する撮像ユニットをさらに備え、
前記音源方向推定手段は、前記撮像ユニットが前記画像を撮像した方向を前記音源方向として推定することを特徴とする請求項１２のいずれか一項に記載の対話型ロボット。
【請求項１６】
前記移動手段による移動後の位置において、前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声の信号強度を測定する信号強度測定手段と、
前記信号強度測定手段が測定した前記信号強度の値に基づいて、前記目的音声の音声信号を増幅する増幅ゲインの値を調整する増幅ゲイン調整手段と
をさらに備え、
前記音声認識手段は、前記増幅ゲイン調整手段が前記増幅ゲインの値を調整した後に前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声に対して、音声認識を行うことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の対話型ロボット。
【請求項１７】
音声認識可能な対話型ロボットの音声認識方法であって、
音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定ステップと、
前記音源方向推定ステップにおいて推定した前記音源方向に当該対話型ロボットを移動させる移動ステップと、
前記対話型ロボットが前記移動ステップにおける移動後の位置に存在するときに、前記目的音声を取得する目的音声取得ステップと、
前記目的音声取得ステップにおいて取得した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識ステップと
を有することを特徴とする対話型ロボットの音声認識方法。
【請求項１８】
音声認識可能な対話型ロボットの音声認識処理をコンピュータに実行させる音声認識プログラムであって、
音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定ステップと、
前記音源方向推定ステップにおいて推定した前記音源方向に当該対話型ロボットを移動させる移動ステップと、
前記対話型ロボットが前記移動ステップにおける移動後の位置に存在するときに、前記目的音声を取得する目的音声取得ステップと、
前記目的音声取得ステップにおいて抽出した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識ステップと
を有することを特徴とする対話型ロボットの音声認識プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声認識可能な対話型ロボット、当該対話型ロボットの音声認識方法および対話型ロボットの音声認識プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間と音声によって対話するロボットが知られている。このような対話型ロボットには、人間の音声を正確に認識することのできる音声認識機能が必要である。
【０００３】
音声認識機能を向上させるため、Ｓ／Ｎ比を向上させる技術が開発されている。例えば、少ない数（通常２個）のマイクロホンを使用し、さらに、主副２つのビームフォーマを使用する。そして、副ビームフォーマで目的方向以外の雑音成分を推定し、主ビームフォーマによる目的方向音声を主成分とする音声から雑音成分を差し引く方法が知られている（例えば「特許文献１」参照）。これにより、積極的に目的方向外の雑音を抑圧することができる。
【０００４】
この方法は、目的音声と雑音の入射方向の違いに着目して、信号処理によって目的音声を雑音から分離しようとするものである。したがって、目的音源と雑音源がほぼ同方向にある場合には原理的に分離することができない。目的音源が雑音源よりも十分近くないと雑音の影響が大きく残ることになる。
【０００５】
この問題は、音源を発した音声（球面状に広がる粗密波）の強度が同じ場合には、マイクロホンに到達したときの強度が音声の伝播距離の２乗に反比例するという物理現象に深く関係している。すなわち、目的音源が雑音源より相対的に近いほどＳ／Ｎ比は向上する。例えば３０ｃｍの距離から発せられた音声と１ｍの距離から発せられた音声では強度が１０倍異なる。
【０００６】
しかし、２ｍと３ｍではその差が１ｍあるが、強度的は２．２５倍の差にしかならない。すなわち、目的音源がマイクロホンに近いほど音声認識を精度よく行うことができる。
この事実を利用したものが話者の口元にマイクロホンを持っていく方法である。例えば、パソコンに実装されている音声認識システムの多くは、話者がヘッドセット型マイクロホンを装着するものである。このように、音源の至近距離にマイクロホンを配置することにより、Ｓ／Ｎ比の向上を図っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１００８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この方法では話者は常にマイクロホンを装着していなければならない。対話型ロボットにおいては、当該ロボットにマイクロホンが内蔵されている。したがって、上述のように話者との距離に着目した方法を対話型ロボットに採用した場合には、対話型ロボットは常に話者の近くにいなければならない。したがって、話者の命令に応じて移動し、様々な行動を行うような対話型ロボットには適さない。一方、人間自身が発話する度に、対話型ロボットに近づくことも可能である。しかし、動けない人などにとっては不便である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対話する人間の操作負担を増加させることなく、音声認識精度を向上させることのできる対話型ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、音声認識可能な対話型ロボットであって、音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定手段と、前記音源方向推定手段が推定した前記音源方向に当該対話型ロボット自身を移動させる移動手段と、前記移動手段による移動後の位置において、前記目的音声を取得する目的音声取得手段と、前記目的音声取得手段が取得した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、音声認識可能な対話型ロボットの音声認識方法であって、音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定ステップと、前記音源方向推定ステップにおいて推定した前記音源方向に当該対話型ロボットを移動させる移動ステップと、前記対話型ロボットが前記移動ステップにおける移動後の位置に存在するときに、前記目的音声を取得する目的音声取得ステップと、前記目的音声取得ステップにおいて取得した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、音声認識可能な対話型ロボットの音声認識処理をコンピュータに実行させる音声認識プログラムであって、音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定する音源方向推定ステップと、前記音源方向推定ステップにおいて推定した前記音源方向に当該対話型ロボットを移動させる移動ステップと、前記対話型ロボットが前記移動ステップにおける移動後の位置に存在するときに、前記目的音声を取得する目的音声取得ステップと、前記目的音声取得ステップにおいて抽出した前記目的音声に対して前記音声認識を行う音声認識ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる対話型ロボットは、音源方向推定手段が音声認識の対象となる目的音声の音源方向を推定し、移動手段が音源方向に当該対話型ロボット自身を移動させ、目的音声取得手段が移動手段による移動後の位置において、外部の音から目的音声を取得し、音声認識手段が目的音声に対して前記音声認識を行うので、目的音声を良好な状態で取得することができるという効果を奏する。さらに、このように、対話型ロボット自身が移動するので対話者の煩雑な操作を要することなく、音声認識精度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる対話型ロボット、対話型ロボットの音声認識方法および対話型ロボットの音声認識プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる対話型ロボット４００の外観図である。対話型ロボット４００は、人間が命令内容を発話すると、音声認識により命令内容を認識する。そして、命令内容を実行する。例えば、「右に移動」と命令すると、右に移動というフレーズを音声認識し、実際に右に移動する。
【００１６】
対話型ロボット４００は、ＣＣＤカメラ４１１，４１２と、マイクロホンアレイ４３０と、超音波センサ４４０と、移動用車輪４５１，４５２とを備えている。
【００１７】
マイクロホンアレイ４３０は、画像センサである。２つのＣＣＤカメラ４１１，４１２を備えることにより、ステレオ視による距離の算出が可能である。
【００１８】
マイクロホンアレイ４３０は、複数の音声マイクにより形成されている。各音声マイクの受信回路にはゲイン調整機能付ＯＰアンプによる信号増幅装置（後述）が内蔵されている。この信号増幅装置により、入力信号の強度を適切な大きさに増幅することができる。
【００１９】
超音波センサ４４０は、測距センサである。なお、距離を測定するためのセンサであればよく、特に超音波センサ４４０に限定されるものではない。他の例としては、例えば、レーザーレンジファインダーであってもよい。
【００２０】
移動用車輪４５１，４５２は、対話型ロボット４００自身を移動させるための移動手段である。移動用車輪４５１，４５２はさらに回転可能であって、移動方向を変更することもできる。このように、移動手段を備えることにより、自律的に任意の位置および方向に移動することができる。
【００２１】
図２は、対話型ロボット４００に特徴的な音声認識処理を実現する処理部１００の機能構成を示すブロック図である。
【００２２】
処理部１００は、命令音声データベース（ＤＢ）１０２と、誤認通知音声ＤＢ１０４と、音声認識部１１０と、命令内容実行指示部１１２と、音源方向推定部１２０と、音源距離推定部１２２と、移動指示部１２４と、Ｓ／Ｎ比算出部１３０と、信号強度評価部１３２と、増幅ゲイン調整指示部１３４と、増幅ゲイン値取得部１４０と、飽和評価部１４２とを備えている。なお、本実施の形態にかかる音声認識部１１０は、特許請求の範囲に記載の目的音声取得手段および音声認識手段に相当する。
【００２３】
命令音声ＤＢ１０２は、処理部１００が実行可能な命令内容に対応する命令音声の音声パターンを格納している。
【００２４】
誤認通知音声ＤＢ１０４は、誤認通知音声の音声パターンを格納している。ここで、誤認通知音声とは、人間が対話型ロボット４００に対して「右に移動」と命令したにもかかわらず、左に移動した場合に音声認識を誤っていることを対話型ロボット４００に通知するための音声である。誤認通知音声ＤＢ１０４は、予め所定の誤認通知音声の音声パターンを格納している。なお、対話型ロボット４００と対話する人間は、誤認通知音声ＤＢ１０４に格納されている誤認通知音声を知っているものとする。
【００２５】
誤認通知音声は、特に所定の音声、すなわち単語やフレーズに限定されるものではないが、対話型ロボット４００との対話において頻繁に利用されるフレーズ以外のフレーズであることが望ましい。頻繁に利用されるフレーズ等を誤認通知音声とした場合には、命令内容に誤認通知フレーズが含まれる場合が生じやすい。この場合、対話者が対話型ロボット４００に対して命令内容を話し掛けているにもかかわらず、命令内容の途中で誤認通知音声を誤って音声認識し、誤認したと判断してしまうからである。
【００２６】
音声認識部１１０は、マイクロホンアレイ４３０から音声信号を取得する。そして、取得した音声信号に対して音声認識を行う。より具体的には、マイクロホンアレイ４３０を用いて収音した音に対して、周波数解析やパターンマッチングを行う。詳細な技術については、特開２００３−２０４３４６号公報に記載されている。さらに、本実施の形態においては、命令音声ＤＢ１０２に格納されている命令音声の音声パターンおよび誤認通知音声ＤＢ１０４に格納されている誤認通知音声の音声パターンとのパターンマッチングにより、音声認識を行う。
【００２７】
命令内容実行指示部１１２は、命令音声ＤＢ１０２に格納されている命令音声が音声認識結果として得られた場合に、命令音声に対応する命令内容の実行を各部に指示する。例えば、「右に移動」という命令音声であった場合には、移動用車輪４５１，４５２の駆動機構に対して駆動を指示する。
【００２８】
音源方向推定部１２０は、人間が話し掛けた場合にマイクロホンアレイ４３０の各音声マイクが検出した音声に基づいて、音源の方向を推定する。すなわち、対話者の方向を推定する。
【００２９】
図３および図４を参照しつつ、マイクロホンアレイ４３０の検出結果に基づいて音源方向を推定する方法を説明する。図３は、マイクロホンアレイ４３０のうち２つの音声マイクＭｉ，Ｍｊにおいて観測された平面波の信号強度を示している。グラフの横軸は時間を示している。
【００３０】
平面波は、２つの音声マイクＭｉ，Ｍｊが感知した同一の音声信号に対応するものである。そこで、平面波Ｍｉ，Ｍｊの到達時間差ΔＴｉｊを算出する。そして、２つの音声マイクＭｉ，Ｍｊの間の距離ｄと、時間差ΔＴｉｊとに基づいて、音源方向θを算出することができる。具体的には、（式１）によりθを算出する。
【数１】
2006181651.tif 000003
ここで、Ｖｓｗは音速を示している。
【００３１】
なお、（式１）は、（式２）に示す連立方程式から得られる。
【数２】
2006181651.tif 000004
【００３２】
さらに別の音声マイクの組を用いて、同様の手法により同一の音波から推定音源方向の候補となる方向成分θ’を求める。そして、この２つの音源方向の候補を重ね合わせることにより音源方向の範囲を限定する。音源方向の範囲が予め定めた閾値内に収まるまで、複数の組み合わせから音源方向の範囲を限定する処理を繰り返す。そして、収束した方向を音源方向とする。
【００３３】
また、他の例としては、超音波センサ４４０のような測距センサからの検出結果に基づいて音源方向を推定してもよい。
【００３４】
また他の例としては、ＣＣＤカメラ４１１，４１２が人間の口の画像を撮像した場合に、撮像方向を音源方向として推定する。このように、対話型ロボット４００が備えている各種センサに入力された信号に基づいて音源方向を推定すればよく、その方法は本実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
音源距離推定部１２２は、音源までの距離である音源距離を推定する。具体的には、超音波センサ４４０からの検出結果に基づいて、音源距離を推定する。また他の例としては、ＣＣＤカメラ４１１，４１２のステレオ視により音源距離を推定してもよい。
【００３６】
移動指示部１２４は、対話型ロボット４００を移動させるべく移動を指示する。具体的には、移動用車輪４５１，４５２の駆動機構に対して移動すべき旨を示す移動指示を出力する。駆動機構に対して移動指示が送られると、移動指示に基づいて駆動し、移動用車輪４５１，４５２が動作する。これにより実際に対話型ロボット４００が移動する。
【００３７】
移動指示部１２４は、対話者が話し掛けているにもかかわらず、音声認識に失敗した場合など、所定の場合に移動を指示する。
【００３８】
Ｓ／Ｎ比算出部１３０は、マイクロホンアレイ４３０が収音した音声信号のＳ／Ｎ比を算出する。ここで、Ｓ／Ｎ比とは、対話者の音声の信号強度の、外部ノイズの信号強度に対する相対値である。信号強度評価部１３２は、Ｓ／Ｎ比算出部１３０が算出したＳ/Ｎ比と予め定めた閾値とを比較する。増幅ゲイン調整指示部１３４に対して出力指示を送る。また、音声認識部１１０に対して認識開始指示を送る。いずれの指示を送るかは比較結果に応じて決定する。
【００３９】
増幅ゲイン値取得部１４０は、信号増幅用ＯＰアンプ（後述）から現在設定されている増幅ゲインの値を取得する。
【００４０】
飽和評価部１４２は、マイクロホンアレイ４３０が取得した音声の信号強度と飽和強度とを比較する。ここで、飽和強度を説明する前提として、マイクロホンアレイ４３０の各音声マイクにおいて収音された音声信号の処理について説明する。
【００４１】
図５は、マイクロホンアレイ４３０の各音声マイクにおいて収音された音声信号の処理にかかるハードウェア構成を示す図である。
【００４２】
対話型ロボット４００は、音声信号処理にかかるハードウェア構成として、信号増幅用ＯＰアンプ２００と、Ａ／Ｄ変換部２０２と、コントローラ３００とを備えている。
【００４３】
マイクロホンアレイ４３０の音声マイク４３２が収音した音声信号は、信号増幅用ＯＰアンプ２００において増幅される。信号増幅用ＯＰアンプ２００で増幅された音声信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２においてＡ／Ｄ変換される。そして、デジタル信号としてコントローラ３００に送られる。コントローラ３００に送られたデジタル信号は処理部１００に利用される。
【００４４】
図６は、飽和強度を説明するための図である。図６に示すグラフは、音声信号のスペクトル分布とＡ／Ｄ変換域とを示している。音声信号がＡ／Ｄ変換における最大参照電圧まで達している場合には、信号強度に応じた信号に変換されず一定値に変換されてしまう。このような飽和状態になるデジタル信号の信号強度が飽和強度である。すなわち、Ａ／Ｄ変換域の最大値が飽和強度である。
【００４５】
飽和評価部１４２は、さらに増幅ゲイン値取得部１４０から現在の増幅ゲイン値を取得する。そして、飽和強度以上である場合には、増幅ゲイン調整指示部１３４に対して、増幅ゲイン値を調整すべく出力指示を送る。または、移動指示部１２４に対して、対話型ロボット４００を対話者から遠ざけるべく出力指示を送る。いずれの指示を送るかは、現在の増幅ゲイン値に基づいて決定する。
【００４６】
図７は、命令音声ＤＢ１０２のデータ構成を模式的に示している。命令音声ＤＢ１０２は、各種命令を示す命令音声の音声パターンに対応付けて、命令内容実行指示部１１２が指示すべき命令内容を格納している。
【００４７】
例えば、「右に移動」に対応する命令内容とは、具体的には、例えば、「命令先：移動用車輪４５１，４５２、実行内容：移動、移動方向：右」のように具体的に指示すべき実行内容が格納されている。
【００４８】
図８は、処理部１００の音声認識処理を示すフローチャートである。対話型ロボット４００は、常に音声認識エンジンを作動させている。人との対話をしていないときは別の作業を行っているが、人から話しかけられた場合には、音声認識を行う。
【００４９】
対話型ロボット４００には、対話を開始するための対話開始キーワードが予め登録されている。この対話開始キーワードを認識すると、以降話しかけられた内容を音声認識し、命令内容を実行する。
【００５０】
例えば、音声認識部１１０は「ロボット君」という単語を対話開始キーワードとして保持しておく。そして、命令音声ＤＢ１０２は、マイクロホンアレイ４３０が対話開始キーワードの音声信号を収音するのを待ち受けている。
【００５１】
マイクロホンアレイ４３０が対話開始キーワードを収音すると、音声認識部１１０は、音声認識結果として「ロボット君」という対話開始キーワードを得る。これにより、本実施の形態に特徴的な音声認識処理が開始する。
【００５２】
このように、対話開始キーワードの音声認識は以降の対話を開始するための開始条件となる。したがって、言葉の強弱や撥音便などが少ないものを対話開始キーワードとするのが好ましい。また、ワード長も適切な長さとし、外乱ノイズに強いものを対話開始キーワードとするのが好ましい。これにより、一般の会話音声よりも容易に対話開始キーワードの音声認識を行うことができる。
【００５３】
図８に示すように、音声認識部１１０が音声認識の結果として「ロボット君」という対話開始キーワードを得ると（ステップＳ１００，Ｙｅｓ）、次に、音源方向推定部１２０は、音源方向を推定する（ステップＳ１０２）。具体的には、「ロボット君」という音声信号に対するマイクロホンアレイ４３０の各音声マイクの検出結果に基づいて音源方向を推定する。
【００５４】
次に、移動指示部１２４は、音源方向推定部１２０が推定した音声方向に対話型ロボット４００本体を向けるよう対話型ロボット４００を回転させる（ステップＳ１０４）。具体的には、移動指示部１２４は、移動用車輪４５１，４５２を回転させる旨の指示である回転指示を移動用車輪４５１，４５２の駆動機構に向けて出力する。当該情報により、移動用車輪４５１，４５２の駆動機構が駆動して実際の回転動作が実行される。なお、駆動機構については後述する。
【００５５】
なお、本実施の形態にかかる対話型ロボット４００は、対話型ロボット４００の筐体の周囲に複数の音声マイクが取り付けられているので、必ずしも当該処理は必要ではない。ただし、ＣＣＤカメラ４１１，４１２が人の画像を捕らえる観点からは、ＣＣＤカメラ４１１，４１２を音声方向に向けるよう方向を変更するのが好ましい。
【００５６】
次に、音源距離推定部１２２は、超音波センサ４４０の検出結果に基づいて音源距離を推定する（ステップ１０６）。以上の処理が完了すると、対話者の発話を待ち受ける。
【００５７】
そして、命令音声ＤＢ１０２が音声信号を取得すると（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、Ｓ／Ｎ比算出部１３０は、「ロボット君」という音声に対応する音声信号を取得し、当該音声信号のＳ／Ｎ比を算出する（ステップＳ１１２）。
【００５８】
次に、信号強度評価部１３２は、Ｓ／Ｎ比算出部１３０が算出したＳ／Ｎ比と予め定めた閾値とを比較する。Ｓ／Ｎ比が閾値よりも小さい場合には（ステップＳ１１４，Ｎｏ）、信号強度評価部１３２は、対話型ロボット４００を音源方向に移動させるべく移動指示部１２４に対して出力指示を送る。移動指示部１２４は、出力指示を取得すると音源方向への移動指示を駆動機構に対して出力する（ステップＳ１１６）。駆動機構は、移動指示を取得すると移動用車輪４５１，４５２を駆動させる。これにより、実際に対話型ロボット４００が音源方向に移動する。そして、ステップＳ１１０へ戻り、再び音声信号の入力を待ち受ける。
【００５９】
なお、移動距離は、音源方向推定部１２０が推定した音源距離に基づいて定める。例えば、このとき進む距離を予め設定しておく。そして、音源方向推定部１２０が推定した音源距離以下であれば、予め設定された距離だけ進む。一方、音源距離よりも大きい場合には、音源距離またはこれより一定値だけ短い距離だけ進むこととする。このように音源方向に移動することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態においては、より精度よく音声認識を行うべく対話型ロボット４００自身が対話者の方向に移動する。このように、対話型ロボット４００が対話者の方へ近づくことにより、対話者との親和性の向上を図ることもできる。
【００６１】
従来手法のように、ロボットが人に対して認識を失敗したときと同じ状況でもう一度発話を要求するとか、人をロボットの方へ近づけさせるよう人間に対して命令するのではなく、ロボット自身が人間に近づきその上で再度の発話を要求をすることで、ロボット側から歩み寄りがあったという状況を作り、この状況が心理的に「ロボットに命令された」という負の印象を和らげ、ロボットに対する不満・不快感を和らげる心理的効果を得ることができる。
【００６２】
図９−１および図９−２は、対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【００６３】
図９−１に示すように、外部ノイズが大きい場合には対話者が発話しているにもかかわらず、対話者の音声成分が外部ノイズに埋もれてしまう。このため、対話者の音声成分を分離することが困難である。
【００６４】
これに対し、図９−２に示すように、対話型ロボット４００が対話者に近付くと、対話者の音声成分の信号強度が増大する。したがって、対話者の音声成分を外部ノイズから分離するのが容易になる。このように、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００６５】
図１０−１、図１０−２および図１１は、発話者の後方に外部ノイズの音源が存在する場合の、対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。図１０−１および図１０−２は、対話者と対話型ロボット４００との距離および外部ノイズ音源と対話型ロボット４００との距離を示している。図１１に示すグラフの横軸は対話者と対話型ロボット４００との距離を示している。縦軸は、音声信号の信号強度を示している。
【００６６】
図１０−１に示す位置５００に対話型ロボット４００が位置する場合には、対話型ロボット４００と対話者との間の距離は距離５１０である。対話型ロボット４００が図１０−１に示す位置５００から図１０−２に示す位置５０２まで移動した場合には、対話型ロボット４００が対話者に近付くので、対話型ロボット４００と対話者との間の距離は距離５１０より短い距離５１２となる。
【００６７】
ただし、このとき、対話型ロボット４００と外部ノイズの音源との距離も距離５２０から距離５２０よりも短い距離５２２に変化するので、外部ノイズの信号強度も大きくなってしまう。
【００６８】
しかし、図１１のグラフに示すように、音波の強度は空間においては距離の二乗に反比例して減衰する。したがって、対話型ロボット４００が対話者に接近することにより、外部ノイズとの距離が小さくなることによる影響よりも対話型ロボット４００との距離が小さくなることの影響の方が大きい。すなわち、Ｓ／Ｎ比を効果的に向上させることができる。
【００６９】
再び説明を図８に戻す。ステップＳ１１４において、Ｓ／Ｎ比が閾値以上である場合には（ステップＳ１１４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０へ進む。
【００７０】
次に、飽和評価部１４２は、信号強度と飽和強度とを比較する。信号強度が飽和強度以上である場合には（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）、飽和評価部１４２は、増幅ゲイン値取得部１４０から現在設定されている増幅ゲインの値を取得する（ステップＳ１２２）。そして、現在設定されている増幅ゲインの値が設定可能な増幅ゲイン値の下限値でなければ（ステップＳ１２４，Ｎｏ）、増幅ゲインの値を下げる（ステップＳ１２６）。
【００７１】
このように、増幅ゲインの値を下げることにより信号強度を飽和強度以下に下げることができる。したがって、良好にＡ／Ｄ変換を行うことができる。
【００７２】
一方、現在設定されている増幅ゲインの値が設定可能な増幅ゲインの下限値である場合には（ステップＳ１２４，Ｙｅｓ）、飽和評価部１４２は、移動指示部１２４に対して対話型ロボット４００を音源方向と逆の方向に移動させるべく出力指示を送る（ステップＳ１２８）。移動指示部１２４は、出力指示を取得すると音源方向と逆の方向、すなわち音源から遠ざかる方向への移動指示を駆動機構に対して出力する。そして、駆動機構は、移動指示を取得すると移動用車輪４５１，４５２を駆動させて、実際に対話型ロボット４００が音源から遠ざかる方向に移動する。そして、ステップＳ１１０へ戻り、再び音声信号の入力を待ち受ける。
【００７３】
対話者が話し掛けているにもかかわらず対話ロボットが対話者から遠ざかると、対話者に「自分が避けられている」という心象を抱かせる可能性が高い。このため、対話型ロボット４００に対する不快感を抱かせ、親和性を損なう可能性が高い。そこで、上述のように信号強度が強い場合には、まず増幅ゲインの値の調整により対応することとした。これにより、親和性の低下を回避することができる。
【００７４】
なお、対話者の声および外部ノイズの両方が大きい場合には、まず増幅ゲインを下げることにより、音声信号の大きさを適切な値に調整する。
【００７５】
図１２は、対話者と対話型ロボット４００との距離がＴである場合の音声信号の信号強度を示している。なお、このときの増幅ゲインの値は、Ｇである。このとき、対話者の音声成分の信号強度は、飽和強度よりも大きい値を示している。したがって、Ａ／Ｄ変換された場合には、音声信号に対応する信号が得られない。そこで、この場合には、増幅ゲインの値をＧ’とする。ここで、Ｇ’は、Ｇよりも小さい値である。このように、増幅ゲインの値を小さくすることにより信号強度を小さくすることができる。
【００７６】
図１３は、増幅ゲインの値をＧ’とした場合の音声信号の信号強度を示している。なお、このときの距離はＴである。図１３に示すように、音声信号の信号強度は、飽和強度よりも小さい値となっている。さらに、この場合には、外部ノイズに対する信号強度も小さくなる。したがって、Ｓ／Ｎ比は増幅ゲインを下げる前と変わらない。
【００７７】
このように、増幅ゲインの値を小さくし、Ａ／Ｄ変換時に信号強度を飽和強度より小さくすることにより、音声信号に対応するデジタル信号を得ることができる。
【００７８】
ただし、図１２に示す状態において、増幅ゲインの値Ｇが増幅ゲインの変更可能な範囲の下限値であった場合には、これ以上増幅ゲインを下げることができない。そこで、上述のように、対話者から離れる方向に移動することとする。
【００７９】
図８に示すステップＳ１２０において信号強度が飽和信号よりも小さい場合には（ステップＳ１２０，Ｎｏ）、図１４に示すステップＳ１３０へ進む。
【００８０】
そして、図１４に示すように、Ａ／Ｄ信号が飽和しておらず、かつ信号強度が閾値以上となると音声認識部１１０は音声認識を行う（ステップＳ１３０）。例えば、パターンマッチング手法を用いることで音声内容を認識する。
【００８１】
入力信号からフィルタリング等を用いてノイズ除去抽出された音声波形すなわち音声パターンの形状と命令音声ＤＢ１０２に予め登録されている命令音声の音声パターンまたは誤認通知音声ＤＢ１０４に予め登録されている誤認通知音声の音声パターンの形状とを１つずつ照合する。そして、一致精度の最も高いものを発話内容として認識する。一致精度が一定の閾値を越えない場合、その入力信号はどの登録音声とも一致しないとみなすこととする。この状況は音声認識の失敗に該当する。
【００８２】
音声認識に失敗した場合には（ステップＳ１３２，Ｎｏ）、ステップＳ１１６へ進む。すなわち、命令内容実行指示部１１２は、移動指示部１２４に対して音源方向に移動させる旨の移動命令を送る。そして、移動指示部１２４は、音源方向への移動指示を出力する。
【００８３】
音声認識に成功し、かつ音声認識結果が命令音声ＤＢ１０２に格納されている命令音声であった場合には（ステップＳ１３２，Ｙｅｓ、ステップＳ１３４，Ｙｅｓ）、命令内容実行指示部１１２は、命令内容指示を出力する。これにより、指示内容が実行される（ステップＳ１３６）。
【００８４】
命令内容を実行している間にさらに音声を取得すると（ステップＳ１４０，Ｙｅｓ）、命令内容実行指示部１１２は、実行中断命令を出力する。これにより、命令内容の実行が中断される（ステップＳ１４２）。そして、ステップＳ１３０へ戻り、ステップＳ１４０において取得した音声に対する音声認識が行われる。
【００８５】
命令内容の実行中に音声を取得した場合、取得した音声は誤認通知音声である可能性が高い。そこでこのように、音声を取得した場合には実行内容を中断し、取得した音声内容の認識処理を行う。なお、実行中断は、誤認通知音声であると判断されたときに行ってもよい。
【００８６】
一方、命令内容実行中に音声を取得せず命令内容の実行が完了すると（ステップＳ１４０，Ｎｏ、ステップＳ１４４，Ｙｅｓ）、音声認識処理が完了する。
【００８７】
また、音声認識の結果が命令音声ではなく、誤認通知音声であった場合には（ステップＳ１３４，Ｎｏ）、ステップＳ１１６へ進む。すなわち、命令内容実行指示部１１２は、移動指示部１２４に対して音源方向に移動させる旨の移動命令を送る。そして、移動指示部１２４は、音源方向への移動指示を出力する。
【００８８】
音声認識部１１０は音声認識を誤る場合がある。しかし、対話型ロボット４００自身は誤認していることを判断できない。したがって、対話型ロボット４００は誤認した命令内容の実行を開始する。一方、対話者はこの行動を見て、誤認していると判断することができる。そこで、対話者が誤認通知音声を話し掛けることとする。対話型ロボット４００が誤認通知音声を認識すれば、前回の音声認識が誤認であったと判断することができる。誤認通知音声は、例えば「違う、違う」のように「違う」と２度繰り返す単語などが好ましい。２度繰り返すことにより、他のフレーズとの区別が容易となるからである。また２度繰り返す対象となる単語を簡単な単語とすることで、音声認識が容易となるからである。
【００８９】
さらに、より具体的な処理について説明する。例えば、対話者である人間の発話の音以外の音、すなわち外部ノイズが大きい場合が想定される。この場合には、人間の発話に対する信号強度と外部ノイズの信号強度の差が小さい場合、すなわちＳ／Ｎ比が閾値よりも小さい場合には（ステップＳ１１４，Ｎｏ）、音源方向への移動指示が出力され（ステップＳ１１６）、対話者に近付く。そして、対話者と対話型ロボット４００との距離を小さくした上で、再度発話要求を出す。例えば、「もう一度しゃべってください」等の音声を出力してもよい。
【００９０】
具体的には、例えば、対話型ロボット４００はスピーカを備えており、移動指示部１２４はスピーカに対して、発話要求を送る。移動指示部１２４は、発話要求に応じて「もう一度しゃべってください」と音声を出力する。なお、本実施の形態にかかる移動指示部１２４は、特許請求の範囲に記載の発音指示手段に相当する。
【００９１】
対話者に近付くことにより対話者の発話に対する音声信号の信号強度が大きくなる。一方、外部ノイズの信号強度はほとんど変化しない。したがって、対話者の発話に対する音声信号の、外部ノイズの信号強度に対する相対的強度が高まる。すなわち、Ｓ／Ｎ比が低下する。これにより、対話者の発話に対する音声信号の検出率が上昇する。したがって、音声認識の性能も向上する。
【００９２】
このとき、信号強度が飽和強度よりも小さくなるよう処理が行われるので（ステップＳ１２０〜ステップＳ１２８）、Ａ／Ｄ変換を良好に行える状態に調整することができる。また、以上の処理により適切な信号強度に設定した後、音声認識を行うので（ステップＳ１３０）、音声認識精度を向上させることができる。
【００９３】
さらに、音声認識に失敗した場合や、誤認した場合には、音源方向に移動した上で、再度発話要求を出す。これにより、より良好な状態で対話者の音声信号を取得することができる。
【００９４】
図１５は、実施の形態１に係る対話型ロボット４００のハードウェア構成を示す図である。対話型ロボット４００は、ハードウェア構成として、対話型ロボット４００における音声認識処理を実行する音声認識プログラムなどが格納されているＲＯＭ５２と、ＲＯＭ５２内のプログラムに従って対話型ロボット４００の各部を制御するＣＰＵ５１と、対話型ロボット４００の制御に必要な種々のデータを記憶するＲＡＭ５３と、ネットワークに接続して通信を行う通信I／Ｆ５７と、各部を接続するバス６２とを備えている。
【００９５】
先に述べた対話型ロボット４００における音声認識プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（Ｒ）ディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００９６】
この場合には、音声認識プログラムは、対話型ロボット４００において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置上にロードされ、上記ソフトウェア構成で説明した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００９７】
また、本実施の形態の音声認識プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００９８】
さらに、対話型ロボット４００は、ハードウェア構成として、前述のマイクロホンアレイ４３０と、ＣＣＤカメラ４１１，４１２と、信号増幅用ＯＰアンプ２００と、Ａ／Ｄ変換部２０２と、超音波センサ４４０と、移動用車輪４５１，４５２と、車輪駆動機構４６０と、これらのハードウェアを制御するコントローラ３００とを備えている。
【００９９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる対話型ロボット４００について説明する。実施の形態２にかかる対話型ロボット４００は、ＣＣＤカメラ４１１，４１２が得たカメラ画像において対話者を捕らえる。そして、画像中の対話者の口の動きに基づいて発話中か否かを判断する。この点で、実施の形態２にかかる対話型ロボット４００は、音声認識により発話中か否かを判断する実施の形態１にかかる対話型ロボット４００と異なっている。
【０１００】
図１６は、実施の形態２にかかる対話型ロボット４００の処理部１００の機能構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる処理部１００は、実施の形態１にかかる処理部１００の構成に加えて、画像取得部１６０と、口動作検出部１６２と、発話判断部１６４とを備えている。
【０１０１】
画像取得部１６０は、ＣＣＤカメラ４１１，４１２からカメラ画像を取得する。口動作検出部１６２は、画像取得部１６０が取得したカメラ画像から対話者を抽出する。さらに、対話者の口部分を割り出す。口部分を割り出す処理の詳細は、特開２０００−９９７２２号公報に記載されている。そして、口の動きを検出する。より具体的には、口が動いているか否かを判断する。例えば、オプティカルフローを用いて口の動きを検出してもよい。
【０１０２】
発話判断部１６４は、口動作検出部１６２から口が動いているか否かの判断結果を取得する。さらに、カメラ画像がＣＣＤカメラ４１１，４１２により撮影されたタイミングでマイクロホンアレイ４３０が収音した音声信号を取得する。発話判断部１６４は、音声信号に対話者の音声が含まれるか否かおよび口の動きの有無に基づいて、移動指示部１２４に出力指示を送る。
【０１０３】
例えば、口が動いていないにもかかわらず対話者の音声が検出され、音声認識が行われた場合には、誤った音声認識であることがわかる。すなわち、良好な状態で音声信号を取得できていないことがわかる。そこで、この場合には、対話者の発話内容をより正確に音声認識することができる。
【０１０４】
図１７は、実施の形態２にかかる対話型ロボット４００の音声認識処理のうちの一部の処理を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる対話型ロボット４００の音声認識処理は、実施の形態１にかかる対話型ロボット４００の音声認識処理とほぼ同様であるので、ここでは、実施の形態２に特徴的な処理について説明する。
【０１０５】
図１７に示すように、実施の形態１において図８を参照しつつ説明した（ステップＳ１１０において音声信号を取得せず待機している状態のときにも、画像取得部１６０は、定期的に画像を取得する（ステップＳ２００）。次に、口動作検出部１６２は、画像取得部１６０が取得した画像から口動作を検出する（ステップＳ２０２）。次に、発話判断部１６４は、口動作検出部１６２の検出結果に基づいて発話の有無を判断する。発話がないと判断した場合には（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、ステップＳ１１０に戻り、再び音声信号の入力を待ち受ける。
【０１０６】
音声信号を取得しておらず、かつ口動作もない場合には、対話者は話し掛けていないと判断することができる。この場合に発話判断部１６４は発話がないと判断する。
【０１０７】
一方、ステップＳ２０４において、発話があったと判断した場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、図８に示したステップＳ１１６へ進む。
【０１０８】
音声信号を取得していないにもかかわらず、口動作が検出された場合には音声信号を正しく収音できていない可能性が高い。そこで、ステップＳ１１６の処理を行うことにより、効率的に対話者の音声を取得する。
【０１０９】
また、ステップＳ１１０において音声信号を取得した場合には（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、画像取得部１６０は、マイクロホンアレイ４３０が音声信号を収音したタイミングでＣＣＤカメラ４１１，４１２が撮像したカメラ画像を取得する（ステップＳ２１０）。次に、発話判断部１６４は、口動作を検出し（ステップＳ２１２）、発話判断部１６４は、発話の有無を判断する。
【０１１０】
発話があったと判断した場合には（ステップＳ２１４，Ｙｅｓ）、図８に示したステップＳ１１２へ進む。音声信号を取得し、かつ口動作が検出された場合には、正しく音声信号を取得できていることがわかる。したがって、次の処理に進む。
【０１１１】
一方、発話がないと判断した場合には（ステップＳ２１４，Ｎｏ）、図８に示したステップＳ１１６へ進む。
【０１１２】
音声信号を取得したにもかかわらず、口動作が検出されない場合には、外部ノイズを対話者の発話と誤って取得した可能性が高い。そこで、ステップＳ１１６の処理を行うことにより、精度よく対話者の音声を取得する。
【０１１３】
このように、実施の形態２にかかる対話型ロボット４００は、ＣＣＤカメラ４１１，４１２が取得したカメラ画像に基づいて音声信号を正確に取得できているか否かを判断することができる。さらに、この判断結果に基づいて、対話型ロボット４００を対話者の方向に移動させるか否かを判断することができる。
【０１１４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。
【０１１５】
そうした第１の変更例としては、本実施の形態においては対話開始キーワードを音声認識することが処理の開始条件であったが、これにかえて、ＣＣＤカメラ４１１，４１２は定期的に対話者の画像を撮像し、当該画像において口動作が検出されたことを処理の開始条件としてもよい。
【０１１６】
また、第２の変更例としては、実施の形態１において図８を参照しつつ説明したＳ／Ｎ比算出処理(ステップＳ１１２)の後に、実施の形態２において図１７を参照しつつ説明した口動作検出にかかる一連の処理(ステップＳ２００〜ステップＳ２０４)を行ってもよい。
【０１１７】
図１８はこの場合の処理を示す図である。Ｓ／Ｎ比が閾値以上であり、かつ口動作が検出された場合には、図８に示すステップＳ１１４へ進む。また、Ｓ／Ｎ比が閾値以上であり、かつ口動作が検出されなかった場合にはステップＳ１１６へ進む。Ｓ／Ｎ比が閾値以上であっても、口動作が検出されていないため対話者の音声以外の音声を取得している可能性が高いからである。
【０１１８】
Ｓ／Ｎ比が閾値未満であって、かつ口動作が検出された場合にはステップＳ１１６へ進む。口動作が検出されていることから対話者が話しかけている可能性が高いからである。また、Ｓ／Ｎ比が閾値未満であって、かつ口動作が検出された場合にはステップＳ１１０へ進む。この場合には対話者が話し掛けていないと推定できるからである。
【０１１９】
このように、Ｓ／Ｎ比と口動作とを総合して判断することにより、より適切な処理を行うことができる。したがって、より精度よく音声認識を行うことができる。
【０１２０】
また、第３の変更例としては、実施の形態１において図１４を参照しつつ説明した音声認識処理１３０の後に、実施の形態２において図１７を参照しつつ説明した口動作にかかる一連の処理(ステップＳ２００〜ステップＳ２０４)を行ってもよい。図１９は、この場合の処理を示す図である。音声認識に成功し、かつ口動作が検出された場合には、図１４に示すステップＳ１３４へ進む。また、音声認識に成功し、かつ口動作が検出されなかった場合には図８に示すステップＳ１１６へ進む。音声認識に成功している場合であっても、口動作が検出されていない場合には、他の音声を誤認識している可能性が高いからである。
【０１２１】
一方、音声認識に失敗し、かつ口動作が検出された場合には、ステップＳ１１６へ進む。また、音声認識に失敗し、かつ口動作が検出されなかった場合にはステップＳ１１０へ進む。
【０１２２】
このように、音声認識の結果と口動作とを総合して判断することにより、より適切な処理を行うことができる。したがって、より精度よく音声認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】実施の形態１にかかる対話型の対話型ロボット４００の外観図である。
【図２】対話型ロボット４００に特徴的な音声認識処理を実現する処理部１００の機能構成を示すブロック図である。
【図３】マイクロホンアレイ４３０の検出結果に基づいて音源方向を推定する方法を説明するための図である。
【図４】マイクロホンアレイ４３０の検出結果に基づいて音源方向を推定する方法を説明するための図である。
【図５】マイクロホンアレイ４３０の各音声マイクにおいて収音された音声信号の処理にかかるハードウェア構成を示す図である。
【図６】飽和強度を説明するための図である。
【図７】命令音声ＤＢ１０２のデータ構成を模式的に示す図である。
【図８】処理部１００の音声認識処理を示すフローチャートである。
【図９−１】対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【図９−２】対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【図１０−１】発話者の後方に外部ノイズの音源が存在する場合の、対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【図１０−２】発話者の後方に外部ノイズの音源が存在する場合の、対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【図１１】発話者の後方に外部ノイズの音源が存在する場合の、対話者と対話型ロボット４００との距離とＳ／Ｎ比との関係を説明するための図である。
【図１２】対話者と対話型ロボット４００との距離がＴである場合の音声信号の信号強度を示す図である。
【図１３】増幅ゲインの値をＧ’とした場合の音声信号の信号強度を示す図である。
【図１４】処理部１００の音声認識処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１に係る対話型ロボット４００のハードウェア構成を示す図である。
【図１６】実施の形態２にかかる対話型ロボット４００の処理部１００の機能構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態２にかかる対話型ロボット４００の音声認識処理のうちの一部の処理を示すフローチャートである。
【図１８】第２の変更例にかかる処理を示す図である。
【図１９】第３の変更例にかかる処理を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＯＭ
５３  ＲＡＭ
５７  通信I／Ｆ
６２  バス
１００  処理部
１０２  命令音声ＤＢ
１０４  誤認通知音声ＤＢ
１１０  音声認識部
１１２  命令内容実行指示部
１２０  音源方向推定部
１２２  音源距離推定部
１２４  移動指示部
１３０  Ｓ／Ｎ比算出部
１３２  信号強度評価部
１３４  増幅ゲイン調整指示部
１４０  増幅ゲイン値取得部
１４２  飽和評価部
１６０  画像取得部
１６２  口動作検出部
１６４  発話判断部
２００  信号増幅用ＯＰアンプ
２０２  Ａ／Ｄ変換部
３００  コントローラ
４００  対話型ロボット
４１１，４１２  ＣＣＤカメラ
４３０  マイクロホンアレイ
４３２  音声マイク
４４０  超音波センサ
４５１，４５２  移動用車輪
４６０  車輪駆動機構
【図１】
2006181651.tif 000005
【図２】
2006181651.tif 000006
【図３】
2006181651.tif 000007
【図４】
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【図５】
2006181651.tif 000009
【図６】
2006181651.tif 000010
【図７】
2006181651.tif 000011
【図８】
2006181651.tif 000012
【図９−１】
2006181651.tif 000013
【図９−２】
2006181651.tif 000014
【図１０−１】
2006181651.tif 000015
【図１０−２】
2006181651.tif 000016
【図１１】
2006181651.tif 000017
【図１２】
2006181651.tif 000018
【図１３】
2006181651.tif 000019
【図１４】
2006181651.tif 000020
【図１５】
2006181651.tif 000021
【図１６】
2006181651.tif 000022
【図１７】
2006181651.tif 000023
【図１８】
2006181651.tif 000024
【図１９】
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